车载自组网路由方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车际通讯方案设计领域，尤其涉及一种车载无线组网路由方法及装置。
【背景技术】
[0002]采用无线技术手段的车际通信在提高司机和乘客的交通安全和旅行舒适性上具有巨大的潜力。无线自组网的进展表明，基于车载自组网的车际通信是一个可行的方法，在蜂窝网络的远程信息处理上具有一定的竞争优势:处理紧急警告时的低数据传输时延、基于网络网状结构的稳定性以及使用无需授权频段的低成本。
[0003]车际通信的潜在应用需要以数据路由算法为基础的自组织网络:当通信端点不在它们各自的无线传输范围内时，单播路由需要建立两个车辆间或车辆与固定网关间的通信。通信对象的选择是基于自己的身份(如IP地址)或基于地理位置。后者指的是人在车上所需要的信息，例如特定地理区域的交通量和道路状况。为了支持这样的应用，底层路由协议应提供位置辅助多播路由。
[0004]传统的自组织网路由协议在处理车载自组网络的高移动性上存在困难，而路由算法使用从车载GPS接收器得到的位置信息，能很好地处理节点的移动性问题，例如:给按需距离矢量路由方法(A0DV)增加位置辅助多播的性能。
[0005]利用车辆导航系统的位置路由方法【例如:地理源路由(GSR)】，与非定位自组网路由方法比较【即:动态源路由(DSR)和按需距离矢量路由(A0DV)】:相比于受扩展性和流动性限制的动态源路由，位置路由方法和按需距离矢量路由这两种方法均显示出良好的性能，且位置路由方法优于按需距离矢量路由。
【发明内容】
[0006]为此，需要提供一种新型的车载自组网路由方法及装置，解决特定区域中多车辆高移动状态中的组网路由问题。
[0007]为实现上述目的，发明人提供了一种车载自组网路由方法，包括如下步骤，本地节点获取所有节点的位置信息，根据节点的位置信息获取本地连接图，通过消除本地连接图中冗余的边缘获得平面图；
[0008]本地节点根据平面图发送数据包到下级节点，所述数据包包括目的节点位置信息;
[0009]接收到数据包的节点根据目的节点位置信息确定次级节点，并向其转发数据包，直至数据包发送至目的节点。
[0010]具体地，本地节点发送数据包前还包括步骤，本地节点结合地图信息计算可行路径；所述数据包还包括所述可行路径中的节点遍历顺序。
[0011]优选地，所述数据包还包括预设转发次数信息，
[0012]还包括步骤，接收到数据包的节点根据目的节点位置信息确定次级节点，并向其转发数据包，直到数据包的转发次数达到所述预设转发次数，终止转发。
[0013]—种车载自组网路由装置，包括多个节点，所述节点包括位置信息共享模块、连接图计算模块、平面图计算模块、数据发送模块；
[0014]所述信息共享模块用于获取所有节点的位置信息；
[0015]所述连接图计算模块用于根据节点的位置信息获取本地连接图；
[0016]所述平面图计算模块用于通过消除本地连接图中冗余的边缘获得平面图；
[0017]所述数据发送模块用于根据平面图发送数据包到下级节点，所述数据包包括目的节点位置信息；
[0018]所述数据发送模块还用于根据目的节点位置信息确定次级节点，并向其转发数据包，直至数据包发送至目的节点。
[0019]具体地，还包括路径计算模块，所述路经计算模块用于结合地图信息计算可行路径；所述数据包还包括所述可行路径中的节点遍历顺序。
[0020]优选地，所述数据包还包括预设转发次数信息，
[0021]所述数据包发送模块还用于根据目的节点位置信息确定次级节点，并向其转发数据包，直到数据包的转发次数达到所述预设转发次数，终止转发。
[0022]其中，所述节点可以是结合了无线收发装置、GPS定位系统、处理器等多种功能的(动态)车辆中控单元。也可以是具有上述功能的固定在城市环境中的(静态)电子产品。区别于现有技术，上述技术方案通过计算连接图和平面图，保证了在动态环境下能够将数据包发送到目的节点，解决了特定区域中多车辆高移动状态中的组网路由问题。
【附图说明】
[0023]图1为本发明【具体实施方式】所述的车载自组网路由方法流程图；
[0024]图2为本发明【具体实施方式】所述的消除冗余边缘示意图；
[0025]图3为本发明【具体实施方式】所述的平面图实际应用问题示意图；
[0026]图4为本发明【具体实施方式】所述的贪婪路由方法示意图；
[0027]图5为本发明【具体实施方式】所述的边界模式下路由环路示意图；
[0028]图6为本发明【具体实施方式】所述的车载自组网路由装置模块图。
[0029]附图标记说明:
[0030]60、节点；
[0031]600、信息共享模块；
[0032]602、连接图计算模块；
[0033]604、平面图计算模块；
[0034]606、数据发送模块；
[0035]608、路径计算模块。
【具体实施方式】
[0036]为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
[0037]请参阅图1，为本发明一种车载自组网路由方法，包括步骤S100本地节点获取所有节点的位置信息。
[0038]位置路由基于位置信息转发决策。因此，位置信息的可用性有以下几项要求:首先，位置路由需要明确所有参与节点的位置，例如在每个节点上的GPS接收器。这里所有参与节点可以认为是预设区域内的节点，或与目的节点的距离为半径的园内所有节点。此夕卜，假定每个节点都知道其直接相邻节点的位置:每个节点周期性地发送显示当前节点位置的信标消息。为了发送一个数据包到目的节点，发送节点还需要将目的节点的地理位置信息作为它的分组报头并做出路由决策。这些信息通过所谓的位置服务获得。获得了上述节点位置信息，便可以进行步骤S102根据节点的位置信息获取本地连接图；在某些实施例中，本地连接图可以简单地将所有节点之间相互连线，以期通过下述方法进行冗余边缘的删除。
[0039]掌握了上述信息的节点，向它最近的直接邻居节点转发数据包。这种策略被称为“贪婪的位置路由”。它是一个纯粹的本地决策，因此不需要对路由进行设置和维护。从而，转发跳数被动态地决策。然而，贪婪转发，在当前转发这一跳的目的地没有邻居节点时，会转发失败。在这种的情况下，位置信息指出正确的方向，且与到终点的可用路径不相关，下面就描述改进的策略，如贪婪边界无状态路由(GPSR)或边界模式:
[0040]贪婪边界无状态路由的边界模式包含两个元素:1)分布式平面化算法和2)平面图形的网络路由算法。这里进行步骤S104，通过消除本地连接图中冗余的边缘获得平面图，具体地，平面化算法通过消除冗余的边缘将本地连接图变成一个平面图。用于边界模式方法的消除标准如图2所示，图2中本地连接图有GG图和RNG图两种实施方式，而消除标准也不同，GG图中当两点间直线为直径的圆的范围内有其他点出现时，消除两点之间的连线，而在RNG图中的范围变为分别以两点为圆心，点间直线为半径的两圆重合部分。两种范围在图2中分别以灰色块表示。网络路由算法则将数据包沿着平面图的面向目的地转发。还进行步骤S106，本地节点根据平面图发送数据包到下级节点；步骤S108，接收到数据包的节点根据目的节点位置信息确定次级节点并向其转发数据包，直至数据包发送至目的节点。从图5(a)直观的看出，数据包路由根据“右手定则”(可以理解为在平面图中以当前点与目标点连线开始，逆时针寻找下一节点)，从边界模式节点U (通过V，w，X和y进入)到目的节点D。在某些实施例中，本地节点生成数据包的信息进行发送，也可以仅负责解析收到的数据包，结合连接图和平面图的制作，更好向目的节点传送数据包。也就是说，每个节点在接收到数据包之后可以再次完成步骤S100-S104的绘图工作。通过上述方法，能够稳定地在高移动的节点环境下准确地组网。另一些实施例中，假如数据包遍历一个内表面且目标并不是这面的一部分，无论何时遇到一个横跨边界模式起点u到终点D的假想的边缘，算法会朝着靠近目的地节点的面切换。上述方法解决了特定区域中多车辆高移动状态中的组网路由问题。
[0041]以下为边界模式算法在城市场景应用的不足之处:
[0042]网络断开。几乎所有地区街道都覆盖着建筑楼的城市场景，这极大地限制纯贪婪位置路由的适用性和相应的恢复策略。基于这些障碍，在自由空间模型中可相互看到的节点在这一空间模型中可能不再能看到对方。因上面描述的平面化算法假定的是节点间的连通性只取决于节点的距离，平面附近障碍物的存在将会导致网络断开连接(如图2所示)。GG和RNG这两个标准，将误以为wl和w2可以达到节点V，而导致u和v之间的边缘节点的消除。
[0043]多次跳转。一条街上的汽车组成的平面化连接图本质上产生一个图，在该图中车辆不再向最远转发距离的相邻节点发送数据包(图4)。相比于贪婪路由，边界路由模式将引起更多的节点遍历。这将会增加延迟时间和频繁地增加运行跳数。
[0044]路由环路。移动性可以诱导边界模式路由的数据包组成路由环路。图5b画出了相应的场景。节点S想发一个数据包到节点D。在节点u，由于存在距离目的节点更近的可达节点，贪婪转发会失败。因此，转发模式会切换到边界模式。初始的面被设置成uv。在一个静态网络中，包会如预期的按照“右手定则”到达D。但由于节点X的移动并到达节点V的无线电覆盖范围，而V已经发送了该数据包，vwx会根据“右手定则”创建一个路由环路。初始的面遍历是用来决定面环的，但由于它再也不能被遍历，数据包会在环路中一直循环，直到达到最大跳数。
[0045]错误的方向。如图5(a)所示，遵循“右手定则”的边界模式在选择下一跳时偏向一个特定的方向。当存在多个路由选择时，花费的时间比所需时间更长。因为移动性，这些长的路由会再次引起多次转跳，同时也更容易出错。<